2018년 1월 4일 목요일

바이오매스, 일본바이오연료 - 바이오매스 에너지 시장에 관한 조사결과(2017년)/야노경제연구소

바이오매스 에너지 시장에 관한 조사결과(2017년)
-FIT 적용에 의해 목질 바이오매스 발전 및 메탄발효가스화 발전이 급성장-

【자료체재】
자료명:「바이오매스 에너지 시장의 현상과 장래 전망 2017
발간일:2017년 12월 13일
체   재:A4판 187페이지

【조사요강】
  야노경제연구소에서는 다음의 조사요강으로 일본의 바이오매스 에너지 시장(에너지 공급량 및 설비 도입량)에 대해서 조사했다.

1. 조사기간:2017년 4월~11월
2. 조사대상:바이오매스 원연료 공급 사업자, 바이오연료 공급 사업자, 바이오매스 발전 사업자,
바이오매스 설비 시스템 메이커 등
3. 조사방법:당사 전문연구원의 직접면담, 전화·e-mail을 이용한 청취조사 및 문헌조사 병용

<바이오매스 에너지, 바이오매스 에너지 시장 용어정의>
  바이오매스 에너지는 생물 유래의 유기성 자원에 의한 재생가능에너지이며, 원연료(미이용 목재, 일반 목재, 건설 자재 폐기물, 코코넛야자 껍질, 수입재, 하수슬러지, 식품 폐기물, 가축 배설물 등), 발전 전력, 열(증기), 바이오연료(바이오에탄올, 바이오디젤, 바이오제트연료 등)로서 시장에 공급된다.
  본 조사에서의 바이오매스 에너지 시장규모는 바이오매스 발전 시장, 바이오매스 열(증기) 공급 시장, 바이오연료 공급 시장의 합산치로, 모두 에너지 공급량을 금액 기준으로 산출하고 있다. 또 바이오매스 에너지 설비 시장규모는 유저 측의 설비 도입량을 금액 기준으로 산출하고 있다.

【조사결과 서머리】
◆바이오매스 에너지 시장규모(에너지 공급량)는 2016년도 2,930억 엔에서 2030년도에는 9,864억 엔으로 확대 예측

  지금까지 일본의 바이오매스 에너지 이용에서는 원연료 및 설비의 코스트가 보급상 과제였지만, 2012년에 시작된 FIT(재생가능에너지 고정가격매입제도)에 의해 바이오매스 에너지에 의한 발전 전력이 20년간 매입 대상이 되었다. 이것에 의해 발전(매전)사업에서 채산성을 맞출 수 있게 되어 바이오매스 발전 시장이 급속히 확대되고 있다.
  또한 바이오매스 발전에서는 코제너레이션(열병합) 형태에서의 도입도 진행되어 바이오매스 열(증기) 공급 시장도 확대되고 있다. 그리고 새로운 바이오매스 원연료의 기술개발이 진행되고 있어 향후는 바이오연료 공급 시장도 확대될 것으로 보인다. 바이오매스 발전 시장, 바이오매스 열(증기) 공급 시장, 바이오연료 공급 시장을 합친 바이오매스 에너지 시장규모(에너지 공급량)는 2016년도 2,930억 엔에서 2017년도에는 전년도 대비 131.9%인 3,864억 엔, 2020년도 6,576억 엔, 2030년도 9,864억 엔으로 확대될 것으로 예측된다.

◆바이오매스 에너지 설비 시장규모(설비 도입량)는 2018년도에 3,308억 엔으로 증가
  바이오매스 에너지 설비 시장규모(설비 도입량)는 바이오매스 발전 시장의 성장에 견인되어 2016년도 2,253억 엔에서 2017년도에는 전년도 대비 110.6%인 2,492억 엔, 2018년도는 전년도 대비 132.7%인 3,308억 엔으로 증가할 것으로 예측된다. 다만 그 후 장기적으로는 FIT에서의 바이오매스 발전 설비 도입이 포화상태가 되어 본래의 시장규모 수준으로 안정될 것으로 보여, 2020년도 2,343억 엔, 2030년도 1,159억 엔이 될 것으로 예측된다.

【조사결과의 개요】
1. 바이오매스 에너지의 종류·이용 형태

  바이오매스 에너지 종류는 크게 분류하면 「유기 폐기물」, 「목질 바이오매스계·농작물 비식용 부분」, 「각종 생물 유지·폐식용유」의 3종류가 있다.
  유기 폐기물 중에서 하수슬러지, 식품 폐기물, 가축 배설물 등은 메탄발효가스화 시스템을 통해 바이오가스(=소화가스=메탄가스)를 생성시켜, 이것을 연료로서 가스엔진 등에 의해 발전 및 열공급을 실시하는(코제너레이션: 열병합) 방식이 보급되어 있다. 하수처리장 등에서의 메탄발효가스화 시스템에서는 원래 바이오가스의 연소열을 메탄발효조 가온용으로 이용하고 있으며, 열만 이용하는 경우도 있다. 하수처리장 등에서 발전하는 경우는 발전소 내 시설에서의 자가소비 및 FIT(재생가능에너지 고정가격매입제도)에 의한 매전을 실시하고, 배열(排熱)은 발전소 내에서 가온용 등으로 이용한다.
  유기 폐기물 중의 일반 폐기물, 종이, RDF(폐기물 고형연료), 흑액 등은 예전부터 실시하고 있었던 지자체 쓰레기 처리장에서의 폐기물 발전 시스템·RDF 발전 시스템 및 제지회사, 시멘트 회사 등에서의 자가발전·열이용 시스템에서 원연료로서 이용한다. 이러한 연료는 연소시켜서 보일러에서 열 이용하거나, 보일러/증기터빈시스템에서 발전 이용한다.
  또한 목질 바이오매스와 농작물 비식용부는 원연료로서 에너지를 이용하는 경우에 공기를 공급해 연소시키거나 공기를 제어해 고온으로 열분해 가스화한다. 연소시키는 경우는 보일러에서 열(증기) 이용하거나 보일러/증기터빈시스템에서 발전 이용한다. 열분해 가스화하는 경우는 발생한 가스를 연료로서 가스 엔진 등에 의해 고효율 발전 및 열(증기) 공급을 실시한다.
  바이오매스로서의 각종 생물 유지·폐식용유는 연료생성시스템에 의해 바이오연료 공급으로 변환하여 자동차용 및 발전용 액체연료가 된다. 액체연료는 보관 및 수송을 용이하게 하기 때문에 판매가 가능하지만, 일본에서는 각종 규제에 의해 연료로서의 판매는 한정적이며 자가소비하는 경우가 많다.

참고:바이오매스 에너지의 종류와 이용 형태
※1. 미이용 목재:간벌재, 주벌재 유래의 미이용 목질 바이오매스
※2. 일반 목재:제재 단재, 수입재, PKS(코코넛야자 껍질), EFB(코코넛야자 부산물) 등의 일반 목질 바이오매스
※3. 리사이클 목재:건설 자재 폐기물
※4. 농작물 비식용부:왕겨, 볏짚 등(농작물 찌꺼기)

2. 바이오매스 에너지의 동향
  일본의 바이오매스 에너지는 예전부터 목질 바이오매스 연소 및 유기 폐기물의 메탄발효가스화 등에 의해 자가발전 및 열(증기)로서 이용하고 있었다. 또한 바이오디젤 및 바이오에탄올의 바이오연료 공급도 자동차용 연료 등으로서 이용하고 있었다. 다만 바이오매스 에너지 이용에서는 원연료 및 설비 코스트가 높아지는 것이 보급상 과제이고, 경제적으로 채산이 맞는 케이스가 한정적이기 때문에 시장규모가 작았다.
  2012년에 시작된 FIT에 의해 바이오매스 에너지에 의한 발전 전력은 20년간 매입 대상이 되었다. 이것에 의해 발전(매전)사업에서 채산성을 맞출 수 있게 되어 바이오매스 발전 시장이 급속히 확대되고 있다. 특히 최근에는 해외에서 목질 바이오매스(목재 칩, 목질 펠릿, 코코넛야자 껍질 등)를 대량으로 수입해 발전하는 사업이 증가하고 있다.
바이오매스 발전에서는 코제너레이션(열병합) 형태에서의 도입도 진행되어, 기존의 바이오매스 보일러와 함께 바이오매스 열(증기) 공급 시장도 확대하고 있다.
  현재는 식량과 경쟁하지 않는 제2세대 셀룰로오스계 바이오매스 원연료 및 공업적으로 양산이 가능한 미세 해초류 등 새로운 바이오매스 원연료의 기술개발이 진행되고 있어, 향후 바이오연료 공급 시장도 확대될 것으로 보인다. 일본에서는 예를 들면 2020년 도쿄올림픽·패럴림픽을 위해서 바이오제트 연료의 도입 프로젝트도 진행하고 있다.

참고:재생가능에너지의 고정가격매입제도에서의 바이오매스 발전의 조달 가격과 조달 기간
출처: 경제산업성 자원에너지청 웹사이트 「납득! 재생가능에너지」의 매입가격·기간 등을 토대로 야노경제연구소 작성
(해당 URL: http://www.enecho.meti.go.jp/category/saving_and_new/saiene/kaitori/kakaku.html

3. 바이오매스 에너지 시장규모 추이·예측
  바이오매스 발전 시장, 바이오매스 열(증기) 공급 시장, 바이오연료 공급 시장을 합친 바이오매스 에너지 시장(에너지 공급량)은 금액 기준으로 2016년도 2,930억 엔에서 2017년도에는 전년도 대비 131.9%인 3,864억 엔, 2020년도 6,576억 엔, 2030년도 9,864억 엔으로 확대될 것으로 예측된다. 그 중에 큰 비중을 차지하는 것이 바이오매스 발전 시장이며, 2016년도 1,989억 엔에서 2017년도에는 전년도 대비 140.9%인 2,803억 엔, 2020년도 5,360억 엔, 2030년도 8,486억 엔으로 확대될 것으로 예측된다.

3-1. 바이오매스 발전 시장
  바이오매스 발전 시장에서 시장을 견인하는 것은 목질 바이오매스 발전 사업이다. 목질 바이오매스 발전 사업자는 과거 임업·제재업 및 제지업 등에 관련된 사업자가 주체였지만, FIT의 적용에 의해 상사 및 대형 에너지 회사 등 신규 참여 사업자가 잇따르고 있다.
또한 메탄발효가스화 발전 사업도 증가하고 있다. 발전 주체는 지자체 하수처리장에서의 하수슬러지 메탄발효이며, 바이오가스를 발생시켜 발전 사업을 실시한다. 최근 지자체에서는 발생시킨 바이오가스를 연료로서 발전 사업자에게 판매하는 사업 형태가 주류가 되고 있다.

3-2. 바이오매스 열(증기) 공급 시장
  바이오매스 열(증기) 공급 사업의 상당수는 목질 바이오매스 보일러 등으로 열(증기) 공급(자가소비 포함)을 실시하는 사업이며, 예전부터 제지공장, 제재공장, 시멘트공장 등에서 실시되고 있었다. 이러한 공장에서는 석탄 및 석유 등의 화석연료를 보일러 연료로서 사용하는 것보다도, 제조공정에서 부생하는 목질 바이오매스 및 수집 가능한 폐재 등을 연료로서 사용함으로써 코스트 저감, CO2 배출 삭감을 도모한다.
바이오매스 발전의 증가에 의해 코제너레이션(열병합) 형태에서의 도입도 진행되어, 바이오매스 열(증기) 공급 시장은 2016년도 298억 엔에서 2030년도 484억 엔으로 증가할 것으로 예측된다.

3-3. 바이오연료 공급 시장
  바이오연료 공급 사업은 바이오에탄올, 바이오디젤, 바이오제트 연료를 공급하는 사업이며, 사업 형태로서는 자가소비와 제3자(연료 공급 사업자 또는 최종 사용자)를 대상으로 한 판매가 있다. 바이오연료 공급 시장은 신연료의 개발에 의해 2016년도 643억 엔에서 2030년도에는 894억 엔으로 증가할 것으로 예측된다.

3-4. 바이오매스 에너지 설비(설비 도입량) 시장
  바이오매스 에너지 이용은 설비 시스템에서도 시장을 형성하고 있다. 바이오매스 에너지 설비는 바이오매스 원연료의 에너지를 열(증기), 전기, 바이오 연료 등으로 변환하기 위한 플랜트 설비 시스템이며, 주기(主機)는 바이오매스 보일러, 바이오매스 보일러/발전 시스템, 바이오매스 열분해 가스화/발전 시스템, 메탄발효가스화/발전 시스템, 바이오연료 제조 시스템 등이 있다. FIT의 개시와 함께 설비 시스템에서도 많은 메이커가 참여하고 있다.
  바이오매스 에너지 설비 시장(설비 도입량)은 주로 바이오매스 발전 시장의 성장과 함께 확대되어, 금액 기준으로 2016년도 2,253억 엔에서 2017년도에는 전년도 대비 110.6%인 2,492억 엔, 2018년도에는 전년도 대비 132.7%인 3,308억 엔으로 증가할 것으로 예측된다. 다만 그 후 장기적으로는 FIT에서의 바이오매스 발전 설비 도입이 포화 상태가 되어 본래 시장규모 수준으로 안정될 것으로 보여, 2020년도 2,343억 엔, 2030년도 1,159억 엔이 될 것으로 예측된다.

도표1. 바이오매스 에너지 시장의 시장규모 추이와 예측 

야노경제연구소 추계

주1. 바이오매스 에너지 시장규모는 바이오매스 발전 시장, 바이오매스 열(증기) 공급 시장, 바이오연료 공급 시장의 합산치로, 모두 에너지 공급량을 금액 기준으로 산출, 바이오매스 에너지 설비 시장규모는 유저 측의 설비 도입량을 금액 기준으로 산출
주2. 2017년도 이후는 예측치


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